一种高浓度绿藻的培养方法

王小冬，车 轩，陈晓龙，刘兴国，顾兆俊，朱 林

(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092)

绿藻门的栅藻属浮游植物可作为轮虫、枝角类等浮游动物的食物，而轮虫、枝角类等浮游动物又是鱼虾幼体优质的生物饵料，对水产养殖业的苗种培育起重要作用，因此绿藻门栅藻属浮游植物的高密度培养可为浮游动物提供高质量的食物。同时，绿藻门栅藻属浮游植物也被用于处理生活污水或养殖尾水，可进行养殖水调控，对水体进行修复，还可用于生物柴油生产等，具有多种功能和用途。

浅水湖泊、水库等是我国重要的大水面，是淡水渔业的重要组成部分。目前我国浅水湖泊受到多种面源和点源污染的影响，其中来自人们消费产生的排泄物、餐饮垃圾等有机物污染也是重要的潜在污染源。这些有机物主要特点是腐烂过程中需要消耗大量氧气、带来大量的氮磷营养盐，促进水体富营养，这不同于有害的无机化学污染。

我国迅猛发展的餐饮业导致食品废物量迅速增长，估计全国城镇餐厨垃圾产生量高达3 000万吨/年。目前我国餐饮垃圾处理的主要方向是饲料化、能源化，可回收油脂、回收废料是干物质，回收废水一般用来生产沼气或堆肥。

本文介绍一种利用餐饮垃圾培养绿藻门栅藻属浮游植物的方法，通过该培养方法可获得高密度、高纯度的绿藻门栅藻属浮游植物，培养成本低，培养步骤简单且易实施，可以为绿藻培养拓展方法。该方法也为类似于餐饮垃圾的有机污染物的资源化利用拓展方法。

一、利用餐饮垃圾培养绿藻的方法和效果

首先将餐饮垃圾中非食物类垃圾去除，留下湿润的固态食物垃圾和汤水。将该固态食物垃圾等放置到透光的敞口容器中，再根据汤水的体积比例情况补充自来水，使得汤水和自来水的体积为固态食物垃圾体积的20～100倍。将敞口的培养容器放置在有自然光照的地方，对敞口容器内物质曝气，曝气强度以能扰起固态食物垃圾中的部分颗粒物为准，常温下处理。曝气至沉底的固态物质的表层颗粒物变得细腻、水体颜色变成土黄色或暗土黄色，然后停止曝气，静置后上覆水的总氮、总磷水平分别达到15～100、1～20毫克/升，如总氮、总磷水平没达到要求，则继续曝气一段时间直至达到要求为止。这在适宜培养的夏秋季里，一般曝气的总时长在1个月左右。

水体中总氮、总磷水平达到预设要求后，静置培养7～15天即得高浓度的绿藻门栅藻属浮游植物，水中叶绿素a含量可达1 000～3 100微克/升。培养得到的高浓度栅藻溶液中栅藻细胞密度可达(1.0～3.2)×109个/升，即10亿～32亿个/升，栅藻细胞生物量占总生物量比例在90%以上，一般会含有少量纤维藻、小球藻等其他绿藻。所得栅藻以2～4个细胞形成的群体为优势，并且重复该过程，可以实现栅藻的连续培养。

二、本方法的特点和优势

传统的利用餐饮垃圾发酵制造沼气(主要成分是甲烷)是依靠厌氧发酵，让蛋白质、碳水化合物、油脂类等基础物质在厌氧、几乎无光的条件下由厌氧细菌发酵降解。其关键是保证厌氧环境，且必须控制好餐饮垃圾与水的混合比例，如果水的比例太大，则难以达到相应的低溶氧、高沼气产量的目的。本方法对餐饮垃圾与水的混合物进行曝气，有利于将空气中天然的多种细菌作为菌种引入系统中，其中部分物质在微生物作用下有氧降解；而部分沉底物实际仍处于低氧或无氧条件下降解，降解结果是蛋白质、碳水化合物、油脂类等大分子有机物质转化为小分子有机物，直至水体中产生浓重的臭味，表示已经产生了氨气、硫化氢气体等无机低分子物质。本方法所形成的系统中，餐饮垃圾同时形成了好氧、低氧、厌氧3种不同溶氧条件下的降解，因此产生的降解产物种类丰富，为浮游植物的生长提供了充足的物质基础。在前期有臭味物质产生的过程主要是微生物对餐饮垃圾的降解作用，而之后曝气停止且控制水中总氮、总磷浓度分别为15～100、1～20毫克/升时，这个条件已经不利于微生物的降解作用(微生物不占优势)，而是浮游植物的生长为优势，于是浮游植物会利用水体丰富的营养盐大量繁殖起来，并且优势浮游植物种类是绿藻门栅藻属。

本方法简单总结为：餐饮垃圾中的有机物在多种溶氧条件下降解，形成了适宜绿藻门栅藻属浮游植物大量生长的营养盐条件，于是栅藻自发地大量生长，得到高密度、高纯度的栅藻。

本方法培养过程简单，原料易得，便于实施，且原料可连续多次使用，培养成本低；无需在实施过程中接种栅藻，培养周期短，大大节约了劳动成本；水体中叶绿素a高达1 000～3 100微克/升，栅藻属细胞密度高达10亿～32亿个/升，栅藻细胞生物量占总生物量比例在90%以上，栅藻属浮游植物的培养密度和纯度都非常高，所得栅藻以2～4个细胞形成的群体为优势，不同于室内纯培养的单细胞为优势的情况。可为摄食绿藻的浮游动物或者一些鱼虾提供高质量的食物，也可以用于大水面水质调控；同时具有环境保护、开发新能源等多方面的意义，能实现餐饮垃圾的资源化利用，为餐饮垃圾的资源化开发提供了好的前景和途径。